CH707189B1 - A magnet assembly comprising a superconducting magnet coil system and a magnetic field shaping apparatus for use in a magnetic resonance spectroscopy apparatus and method of manufacturing the assembly. - Google Patents

A magnet assembly comprising a superconducting magnet coil system and a magnetic field shaping apparatus for use in a magnetic resonance spectroscopy apparatus and method of manufacturing the assembly. Download PDF

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CH707189B1
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Abstract

Eine Magnetanordnung zum Einsatz in einer Apparatur für magnetische Resonanzspektroskopie mit einem supraleitenden Magnetspulensystem (C) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in Richtung einer z-Achse in einem um z = 0 angeordneten Arbeitsvolumen (AV), wobei das Feld des Magnetspulensystems im Arbeitsvolumen mindestens einen inhomogenen Anteil A n0 ⋅z n mit n ≥ 2 aufweist, dessen Beitrag zur Gesamtfeldstärke auf der z-Achse um z = 0 mit der n-ten Potenz von z variiert, und wobei eine bezüglich der z-Achse zylindersymmetrische Feldformvorrichtung (P1) aus magnetischem Material vorgesehen ist, welche mindestens teilweise einen radialen Abstand von der z-Achse von weniger als 80 Millimetern aufweist und mindestens einen der inhomogenen Feldanteile A n0 ⋅z n des Magnetspulensystems zu mindestens 50% kompensiert, ist dadurch gekennzeichnet, dass in der Feldformvorrichtung eine oder mehrere nicht zylindersymmetrische Aussparungen vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, dass mindestens ein Koeffizient A nm oder B nm mit m ≠ 0 in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen betragsmässig um mindestens 50% reduziert wird. Damit kann die Feldhomogenität im Arbeitsvolumen einfach und ohne Volumenzunahme der Magnetanordnung wesentlich erhöht werden, wobei nur wenige Iterationen zur Optimierung der Magnetanordnung erforderlich sind.A magnet assembly for use in a magnetic resonance spectroscopy apparatus having a superconducting magnet coil system (C) for generating a magnetic field in the direction of a z-axis in a working volume (AV) arranged at z = 0, wherein the field of the magnet coil system has at least one inhomogeneous fraction in the working volume A n0 ⋅zn with n ≥ 2, whose contribution to the total field strength on the z-axis varies by z = 0 with the n-th power of z, and wherein a with respect to the z-axis cylindrically symmetric field shaping device (P1) provided of magnetic material is, which at least partially has a radial distance from the z-axis of less than 80 millimeters and compensates at least one of the inhomogeneous field components A n0 ⋅zn of the magnetic coil system to at least 50%, is characterized in that in the field shaping device one or more non-cylindrically symmetric Recesses are provided which are designed so that at least a coefficient A nm or B nm with m ≠ 0 in the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions is reduced in terms of amount by at least 50%. Thus, the field homogeneity in the working volume can be increased substantially simply and without increasing the volume of the magnet arrangement, wherein only a few iterations are required to optimize the magnet arrangement.

Description

Beschreibung [0001] Die Erfindung betrifft eine Magnetanordnung zum Einsatz in einer Apparatur für magnetische Resonanzspektroskopie mit einem supraleitenden Magnetspulensystem zur Erzeugung eines Magnetfeldes in Richtung einer z-Achse in einem auf der z-Achse um z = 0 angeordneten Arbeitsvolumen, wobei das Feld des Magnetspulensystems im Arbeitsvolumen mindestens einen inhomogenen Anteil An0 zn mit n > 2 aufweist, dessen Beitrag zur Gesamtfeldstärke auf der z-Achse um z = 0 mit der n-ten Potenz von z variiert, und wobei eine bezüglich der z-Achse zylindersymmetrische Feldformvorrichtung aus magnetischem Material vorgesehen ist, welche mindestens teilweise einen radialen Abstand von der z-Achse von weniger als 80 Millimetern aufweist und mindestens einen der inhomogenen Feldanteile An0 zn des Magnetspulensystems zu mindestens fünfzig Prozent kompensiert.Description: The invention relates to a magnet arrangement for use in a magnetic resonance spectroscopy apparatus with a superconducting magnet coil system for generating a magnetic field in the direction of a z-axis in a z-axis arranged on the z-axis working volume, wherein the field of the magnetic coil system in the working volume has at least one inhomogeneous portion An0 zn with n> 2, whose contribution to the total field strength on the z-axis by z = 0 with the n-th power of z varies, and wherein a relative to the z-axis cylindrically symmetrical field shaping device of magnetic material is provided, which at least partially has a radial distance from the z-axis of less than 80 millimeters and compensates at least one of the inhomogeneous field components An0 zn of the magnetic coil system to at least fifty percent.

[0002] Eine solche Anordnung ist bekannt aus der US 6 617 853 B2.Such an arrangement is known from US 6 617 853 B2.

[0003] Das Einsatzgebiet von supraleitenden Magneten umfasst verschiedene Anwendungsfelder. Dazu gehören insbesondere spektroskopische Magnetresonanzverfahren. Um in solchen Verfahren eine gute spektrale Auflösung zu erreichen, muss das Magnetfeld im Probenvolumen eine gute Homogenität aufweisen. Mit der geometrischen Anordnung der felderzeugenden Magnetspulen kann die Grundhomogenität des supraleitenden Magneten optimiert werden. Typischerweise müssen Aussparungen vorgesehen werden (sogenannte Notchstrukturen), in denen kein Draht gewickelt wird. So geht wertvoller Platz für Magnetwicklungen verloren, was den Magneten verteuert und das Streufeld vergrössert.The field of application of superconducting magnets comprises various fields of application. These include, in particular, spectroscopic magnetic resonance methods. In order to achieve a good spectral resolution in such methods, the magnetic field in the sample volume must have a good homogeneity. With the geometric arrangement of the field-generating magnetic coils, the basic homogeneity of the superconducting magnet can be optimized. Typically, recesses must be provided (so-called Notchstrukturen) in which no wire is wound. Thus, valuable space for magnet windings is lost, which makes the magnet more expensive and increases the stray field.

[0004] In einer Anordnung gemäss US 6 617 853 B2 wird ein supraleitender Magnet für hochauflösende Spektroskopie dadurch kompakter gestaltet, dass ein oder mehrere magnetische Ringe vorgesehen sind, welche die Rolle gewisser Notchstrukturen in den Magnetspulen übernehmen.In an arrangement according to US Pat. No. 6,617,853 B2, a superconducting magnet for high-resolution spectroscopy is made more compact in that one or more magnetic rings are provided, which take over the role of certain notch structures in the magnet coils.

[0005] Die z-Komponente des Magnetfelds einer Anordnung gemäss US 6 617 853 B2 kann im Probenvolumen nach Kugelfunktionen entwickelt werden:The z-component of the magnetic field of an arrangement according to US 6 617 853 B2 can be developed in the sample volume according to spherical functions:

wobei nach Design die Koeffizienten Anm mit m φ 0 und alle Koeffizienten Bnm verschwinden. Aufgrund von Fertigungstoleranzen in der Magnetanordnung weichen die Koeffizienten Anm und Bnm vom berechneten Wert ab.according to design, the coefficients Anm disappear with m φ 0 and all coefficients Bnm. Due to manufacturing tolerances in the magnet arrangement, the coefficients Anm and Bnm deviate from the calculated value.

[0006] Üblicherweise sind zur Korrektur dieser nicht verschwindenden Koeffizienten Shimspulen vorgesehen, die je mit einem eigenen Strom gespeist werden können. Bei grossen Abweichungen der Koeffizienten von ihrem Sollwert kann es Vorkommen, dass der in gewissen Shimspulen benötigte Strom zu hoch ist und das Magnetfeld der Magnetanordnung nicht wie gewünscht korrigiert werden kann. Alternativ dazu kann es Vorkommen, dass der problematische Koeffizient in der Entwicklung des Magnetfelds nach Kugelfunktionen nicht korrigiert werden kann, weil gar keine Shimspule dafür vorgesehen ist. In einer solchen Situation ist eine teure Reparatur des Magnetsystems erforderlich, bei der ein Teil der Magnetanordnung ersetzt werden muss.Usually Shimspulen are provided to correct these non-vanishing coefficients, which can each be fed with its own power. For large deviations of the coefficients from their nominal value, it may occur that the current required in certain shim coils is too high and the magnetic field of the magnet arrangement can not be corrected as desired. Alternatively, it may happen that the problematic coefficient in the development of the magnetic field due to spherical functions can not be corrected because no shim coil is provided for it. In such a situation, an expensive repair of the magnet system is required in which a part of the magnet assembly must be replaced.

Aufgabe der Erfindung [0007] Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, in einer Magnetanordnung der eingangs definierten Art die Feldhomogenität im Arbeitsvolumen mit einfachen technischen Massnahmen und ohne Volumenzunahme der Magnetanordnung wesentlich zu erhöhen, wobei möglichst wenige Iterationen zur Optimierung der Magnetanordnung erforderlich sein sollen.OBJECT OF THE INVENTION The present invention is based on the object of substantially increasing the field homogeneity in the working volume with simple technical measures and without increasing the volume of the magnet arrangement in a magnet arrangement of the type defined at the outset, wherein as few iterations as possible are required to optimize the magnet arrangement ,

Kurze Beschreibung der Erfindung [0008] Diese Aufgabe wird auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Weise gelöst durch eine Magnetanordnung der eingangs genannten Art, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in der Feldformvorrichtung eine oder mehrere nicht zylindersymmetrische Aussparungen vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, dass mindestens ein Koeffizient Anm oder Bnm mit m φ 0 in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach KugelfunktionenBRIEF DESCRIPTION OF THE INVENTION [0008] This object is achieved in a surprisingly simple and effective manner by a magnet arrangement of the type mentioned at the outset, which is characterized in that one or more non-cylindrically symmetrical recesses are provided in the field shaping device, which are designed such that at least one coefficient Anm or Bnm with m φ 0 in the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions

betragsmässig um mindestens fünfzig Prozent reduziert wird.is reduced in amount by at least fifty percent.

[0009] Durch die geometrische Anordnung der Aussparungen können gezielt gewisse Koeffizienten Anm oder Bnm mit m φ 0 in der Magnetfeldentwicklung nach Kugelfunktionen der Magnetanordnung verändert werden.Due to the geometric arrangement of the recesses can be deliberately certain coefficients Anm or Bnm m φ 0 in the magnetic field development according to spherical functions of the magnet assembly can be changed.

Vorteile gegenüber dem Stand der Technik: [0010] Ein erheblicher Vorteil von Aussparungen in einer zylindersymmetrischen Feldformvorrichtung aus magnetischem Material ist die Möglichkeit, die Feldhomogenität der Magnetanordnung im Arbeitsvolumen ohne Zusatzmaterial zu verbessern. Prinzipiell könnte das Ziel einer verbesserten Feldhomogenität auch mit zusätzlichem magnetischem Material gelöst werden, welches beispielsweise auf die Feldvorrichtung geklebt würde. Dies könnte allerdings nur realisiert wer den, wenn von vornherein Platz für solche Feldkorrekturen vorgesehen würde, was die Magnetanordnung aufblähen und verteuern würde.Advantages over the Prior Art: A significant advantage of recesses in a cylindrically symmetric field-shaping device made of magnetic material is the possibility of improving the field homogeneity of the magnet arrangement in the working volume without additional material. In principle, the goal of improved field homogeneity could also be achieved with additional magnetic material which would be glued to the field device, for example. However, this could only be realized who the, if from the outset space would be provided for such field corrections, which would inflate the magnet assembly and make it more expensive.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung: [0011] Besonders bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemässen Magnetanordnung zeichnen sich dadurch aus, dass die Feldformvorrichtung gekühlte Komponenten umfasst, insbesondere derart, dass diese die Temperatur des Flüssighelium-Bades, welches das Magnetspulensystem kühlt, aufweisen. Der Vorteil der tiefen Temperatur sind bessere magnetische Eigenschaften des magnetischen Materials, das heisst eine grössere Magnetisierung bei gegebenem äusserem Feld. Bei stabiler Temperatur werden auch Schwankungen in der Magnetisierung unterdrückt, was eine bessere zeitliche Stabilität der Flomogenität der Magnetanordnung gewährleistet. Wesentlich stabiler wird die Homogenität der Magnetanordnung auch durch die Tatsache, dass die relative Position der gekühlten Komponenten der Feldformvorrichtung zum Magnetspulensystem nicht durch atmosphärische Bedingungen, also Druck und Temperatur, beeinflusst wird. Komponenten der Feldformvorrichtung, welche auf Raumtemperatur sind, sind nämlich typischerweise über einen langen Weg mechanisch mit dem Magnetspulensystem verbunden. Dieser Weg wird durch Temperatur- und Druckschwankungen im Labor deformiert, so dass die relative Position dieser Komponenten der Feldformvorrichtung zum Magnetspulensystem zeitlich veränderlich ist. Die veränderliche Position führt zu einer zeitlichen Abhängigkeit der Koeffizienten der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen.Preferred embodiments of the invention: [0011] Particularly preferred embodiments of the magnet arrangement according to the invention are characterized in that the field shaping device comprises cooled components, in particular such that they have the temperature of the liquid helium bath which cools the magnet coil system. The advantage of the low temperature is better magnetic properties of the magnetic material, that is, greater magnetization for a given external field. At a stable temperature and fluctuations in the magnetization are suppressed, which ensures a better temporal stability of the Flomogenität the magnet assembly. The homogeneity of the magnet arrangement is also considerably more stable due to the fact that the relative position of the cooled components of the field-shaping device relative to the magnet coil system is not influenced by atmospheric conditions, ie pressure and temperature. Namely, components of the field shaping device that are at room temperature are typically mechanically connected to the magnet coil system over a long distance. This path is deformed by temperature and pressure fluctuations in the laboratory, so that the relative position of these components of the field-shaping device to the magnet coil system is temporally variable. The variable position leads to a temporal dependence of the coefficients of the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions.

[0012] In einerweiteren Ausführungsform zeichnet sich die Magnetanordnung dadurch aus, dass die Feldformvorrichtung Komponenten umfasst, die in einem Bereich der Magnetanordnung, welche sich auf Raumtemperatur befindet, angebracht sind. Diese Komponenten sind im Betriebszustand gut zugänglich und können modifiziert werden, ohne das Magnetspulensystem aufzuwärmen.In a further embodiment, the magnet assembly is characterized in that the field shaping device comprises components which are mounted in a region of the magnet assembly which is at room temperature. These components are easily accessible in the operating state and can be modified without warming up the magnetic coil system.

[0013] Besonders vorteilhaft ist eine Ausführungsform, bei der das Magnetspulensystem eine aktive Abschirmung besitzt. Diese aktive Abschirmung reduziert das Streufeld der Magnetanordnung, so dass im Labor mehr Platz für andere Anwendungen zur Verfügung steht.Particularly advantageous is an embodiment in which the magnetic coil system has an active shield. This active shield reduces the stray field of the magnet assembly, leaving more room in the lab for other applications.

[0014] Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Feldformvorrichtung mindestens teilweise radial innerhalb der innersten Drahtwindung des Magnetspulensystems angeordnet ist. So nah an der z-Achse ist die Effizienz der Feldformvorrichtung für die Kompensation der inhomogenen Feldanteile An0-zn des Magnetspulensystems besonders gross.A further preferred embodiment is characterized in that the field-shaping device is arranged at least partially radially within the innermost wire turn of the magnetic coil system. So close to the z-axis, the efficiency of the field shaping device for the compensation of the inhomogeneous field components An0-zn of the magnetic coil system is particularly large.

[0015] Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung, bei der die Feldformvorrichtung magnetisch vollständig gesättigt und rein axial (in einer Richtung entlang der z-Achse) magnetisiert ist. In dieser Situation ist die Berechnung des durch die Feldformvorrichtung produzierten Feldes besonders einfach und exakt.Also advantageous is an embodiment of the inventive magnet arrangement, in which the field shaping device is magnetically completely saturated and magnetized purely axially (in one direction along the z-axis). In this situation, the calculation of the field produced by the field shaping device is particularly simple and accurate.

[0016] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform umfasst die Feldformvorrichtung Komponenten aus Weicheisen. Weicheisen hat als Vorteile eine grosse Permeabilität sowie eine hohe Sättigungsinduktion. Mit diesen Eigenschaften bekommt die Feldformvorrichtung eine hohe Magnetisierung, so dass mit wenig Material schon eine hohe Feldeffizienz erreicht wird.In a further advantageous embodiment, the field shaping device comprises components made of soft iron. Soft iron has as advantages a high permeability and a high saturation induction. With these properties, the field shaping device is given a high magnetization, so that a high field efficiency is already achieved with little material.

[0017] Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung, bei der Teile der Feldformvorrichtung einer Oberflächenbehandlung unterzogen wurden, insbesondere dass diese verzinkt wurden. Diese Oberflächenbehandlung bietet einen optimalen Schutz vor Korrosion, was insbesondere für Teile aus Weicheisen unerlässlich ist.Also advantageous is an embodiment of the inventive magnet arrangement in which parts of the field shaping device have been subjected to a surface treatment, in particular that they were galvanized. This surface treatment offers optimum protection against corrosion, which is essential in particular for parts made of soft iron.

[0018] Eine besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung zeichnet sich dadurch aus, dass die Feldformvorrichtung aus einem einzigen Element aus magnetischem Material besteht. Dies ist hinsichtlich der Fertigung und Montage die einfachste mögliche Ausführungsform für die Feldformvorrichtung.A particularly preferred embodiment of the inventive magnet arrangement is characterized in that the field shaping device consists of a single element of magnetic material. This is the simplest possible embodiment of the field shaping device in terms of manufacture and assembly.

[0019] Vorteilhaft ist auch eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung, bei der die Feldformvorrichtung mehrere Elemente aus magnetischem Material umfasst. Dadurch bieten sich mehr Freiheitsgrade für die Optimierung der Feldformvorrichtung.Also advantageous is an embodiment of the inventive magnet arrangement, wherein the field shaping device comprises a plurality of elements of magnetic material. This offers more degrees of freedom for optimizing the field shaping device.

[0020] In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung umfasst die Feldformvorrichtung magnetische Folien, welche auf einer Trägervorrichtung angebracht sind. Besonders nahe an der z-Achse ist die Effizienz von magnetischem Material so gross, dass wenig Material für die Erzeugung der gewünschten Feldform notwendig ist. Folien bieten daher eine ideale Lösung nicht zuletzt darum, weil sie nur geringe Schwankungen in der Dicke aufweisen.In a further advantageous embodiment of the inventive magnet arrangement, the field shaping device comprises magnetic films, which are mounted on a carrier device. Particularly close to the z-axis, the efficiency of magnetic material is so great that little material is required to produce the desired field shape. Films therefore offer an ideal solution, not least because they have only slight variations in thickness.

[0021] Bei einer weiteren besonders bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung bildet mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen durchgängige Löcher durch die Feldformvorrichtung. Derartige durchgängige Löcher sind technisch einfach zu realisieren, z.B. können sie mit Laserstrahlen herausgeschnitten werden.In a further particularly preferred embodiment of the inventive magnet arrangement forms at least a portion of the non-cylindrically symmetric recesses continuous holes through the field shaping device. Such through holes are technically easy to implement, e.g. they can be cut out with laser beams.

[0022] Alternative Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen keine durchgängigen Löcher durch die Feldformvorrichtung bildet. Derartige nicht durchgängige Löcher haben den Vorteil, mehr Freiheit für das Design der Feldkorrektur zu bieten. Ein weiterer Vorteil ergibt sich dadurch, dass die mechanische Struktur der Feldformvorrichtung weniger geschwächt wird als mit durchgängigen Löchern, vor allem dann, wenn die Löcher einen grossen Winkelbereich abdecken.Alternative embodiments are characterized in that at least part of the non-cylindrically symmetric recesses does not form continuous holes through the field shaping device. Such non-continuous holes have the advantage of providing more freedom for the design of the field correction. Another advantage results from the fact that the mechanical structure of the field shaping device is weakened less than with through holes, especially when the holes cover a large angular range.

[0023] Bei vorteilhaften Weiterbildungen dieser Ausführungsformen ist vorgesehen, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen auf der Innenseite der Feldformvorrichtung angeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann bei anderen Weiterbildungen mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen auf der Aussen-seite der Feldformvorrichtung angeordnet sein. Je nach dem angewandten mechanischen Herstellungsverfahren kann es vorteilhaft sein, entweder auf der Innen- oder auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung Material abzutragen. Mit einem Dorn zur mechanischen Stützung auf der Innenseite der Feldformvorrichtung können Aussparungen mit einem Schleifoder Fräsverfahren auf der Aussenseite realisiert werden. Funkenerosion ist auf der Innenseite einfacher realisierbar, weil die Elektrode einfacher herzustellen ist (meistens in Form eines «Kuchenstücks»).In advantageous developments of these embodiments, it is provided that at least a portion of the non-cylindrically symmetrical recesses is arranged on the inside of the field shaping device. Alternatively or additionally, in other developments at least a part of the non-cylindrically symmetrical recesses may be arranged on the outer side of the field shaping device. Depending on the mechanical production method used, it may be advantageous to remove material either on the inside or on the outside of the field shaping device. With a mandrel for mechanical support on the inside of the field shaping device recesses can be realized with a grinding or milling process on the outside. Spark erosion is easier to achieve on the inside because the electrode is easier to make (mostly in the form of a "cake piece").

[0024] In den Rahmen der vorliegenden Erfindung fällt auch ein Verfahren zur Herstellung einer Magnetanordnung der oben beschriebenen erfindungsgemässen Art, welches sich dadurch auszeichnet, nicht zylindersymmetrische Aussparungen (A2; A3; A4) derart ausgebildet werden, dass mindestens ein Koeffizient Anm oder Bnm mit m φ 0 in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach KugelfunktionenIn the context of the present invention, a method for producing a magnet assembly of the above-described inventive type, which is characterized by non-cylindrically symmetric recesses (A2, A3, A4) are formed such that at least one coefficient Anm or Bnm with m φ 0 in the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions

betragsmässig um mindestens fünfzig Prozent reduziert wird. Vorteilhaft wird mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen durch Funkenerosion abgetragen. Mit Funkenerosion kann hohe mechanische Genauigkeit erreicht werden.is reduced in amount by at least fifty percent. Advantageously, at least some of the non-cylindrically symmetric recesses are removed by spark erosion. With spark erosion high mechanical accuracy can be achieved.

[0025] Alternativ dazu kann bei einer anderen Verfahrensvariante vorgesehen sein, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen durch einen ätzenden Stoff abgetragen wird. Durch geeignetes Abdecken von Stellen der Feldformvorrichtung, die nicht nachbearbeitet werden müssen, kann mit einem Ätzverfahren in einem Säurebad auf einfache Weise Material abgetragen werden. Die Ätzzeit muss so eingestellt werden, dass die korrekte Dicke an Material abgetragen wird.Alternatively, it may be provided in another variant of the method that at least a portion of the non-cylindrically symmetrical recesses is removed by a corrosive substance. By suitably covering areas of the field shaping device that do not need to be reworked, material can be easily removed by an etching process in an acid bath. The etching time must be adjusted so that the correct thickness of material is removed.

[0026] Eine weitere Alternative stellt eine Verfahrensvariante dar, bei welcher mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen durch Elektrolyse abgetragen wird. Anstelle eines Säurebades wie bei der obigen Verfahrensvariante wird hier ein Elektrolytbad eingesetzt.Another alternative is a variant of the method in which at least a portion of the non-cylindrically symmetric recesses is removed by electrolysis. Instead of an acid bath as in the above process variant, an electrolyte bath is used here.

[0027] Schliesslich kann bei einerweiteren Verfahrensvariante mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen auch mittels Schleifen oder Fräsen abgetragen werden. Schleifen und Fräsen sind uralte Verfahren, die jeder Feinmechaniker beherrscht. Man benötigt zudem keine besonderen apparativen Einrichtungen für die Durchführung dieser Prozesse.Finally, at least one part of the non-cylindrically symmetrical recesses can also be removed by means of grinding or milling in a further variant of the method. Grinding and milling are ancient procedures that are mastered by every precision mechanic. There is also no need for any special equipment for carrying out these processes.

[0028] Bei Ausführungsformen der erfindungsgemässen Magnetanordnung, die nicht zylindersymmetrischen Aussparungen in Form von durchgängigen Löchern durch die Feldformvorrichtung aufweisen, können die Löcher auch mit einem Laserstrahl herausgeschnitten werden. Ein wesentlicher Vorteil der Laser-Methode besteht in der sehr hohen mechanischen Präzision, so dass auch komplizierte vorgegebene Formen äusserst genau hergestellt werden können.In embodiments of the inventive magnet arrangement, which have not cylindrically symmetrical recesses in the form of continuous holes through the field shaping device, the holes can also be cut out with a laser beam. A major advantage of the laser method is the very high mechanical precision, so that even complicated predetermined shapes can be made extremely accurate.

[0029] Vorteilhaft werden die zu korrigierenden Koeffizienten Anm und Bnm der Magnetfeldentwicklung nach Kugelfunktionen mittels einer Feldmessung in oder um das Arbeitsvolumen in einer Magnetanordnung mit einer Feldformvorrichtung ohne nicht zylindersymmetrische Aussparungen bestimmt und eine geeignete Geometrie der Aussparungen zur Korrektur dieser Koeffizienten wird mit einem numerischen Verfahren ermittelt.Advantageously, the coefficients to be corrected Anm and Bnm of the magnetic field development are determined by spherical measurements by means of a field measurement in or around the working volume in a magnet assembly with a field shaping device without non-cylindrically symmetric recesses and a suitable geometry of the recesses for correcting these coefficients with a numerical method determined.

[0030] Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und der Zeichnung. Ebenso können die vorstehend genannten und die noch weiter ausgeführten Merkmale erfindungsgemäss jeweils einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen Kombinationen Verwendung finden. Die gezeigten und beschriebenen Ausführungsformen sind nicht als abschliessende Aufzählung zu verstehen, sondern haben vielmehr beispielhaften Charakter für die Schilderung der Erfindung.Further advantages of the invention will become apparent from the description and the drawings. Likewise, according to the invention, the above-mentioned features and those which are still further developed can each be used individually for themselves or for several in any desired combinations. The embodiments shown and described are not to be understood as exhaustive enumeration, but rather have exemplary character for the description of the invention.

Detaillierte Beschreibung der Erfindung und Zeichnung [0031] Die Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION AND DRAWING The invention is illustrated in the drawing and will be explained in more detail by means of exemplary embodiments. It shows:

Fig. 1 einen schematischen Vertikalschnitt durch eine radiale Hälfte der erfindungsgemässen Magnetanordnung;1 shows a schematic vertical section through a radial half of the inventive magnet arrangement.

Fig. 2 eine schematische räumliche Darstellung von schräg oben auf eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Feldformvorrichtung mit nicht zylindersymmetrischen Aussparungen, die auf der Innen- und auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung angeordnet sind;FIG. 2 shows a schematic spatial view obliquely from above of an embodiment of the field shaping device according to the invention with not cylindrically symmetrical recesses arranged on the inside and on the outside of the field shaping device; FIG.

Fig. 3 eine Ausführungsform, bei welcher die Aussparungen durchgängige Löcher in der Feldformvorrichtung bilden; Fig. 4 eine schematische Abwicklung der Feldformvorrichtung, welche in Fig. 3 dargestellt ist;Fig. 3 shows an embodiment in which the recesses form continuous holes in the field forming device; Fig. 4 is a schematic development of the field shaping device shown in Fig. 3;

Fig. 5 eine Ausführungsform, bei welcher die Aussparungen keine durchgängigen Löcher bilden, sondern auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung angeordnet sind; und5 shows an embodiment in which the recesses do not form continuous holes but are arranged on the outside of the field shaping device; and

Fig. 6 eine schematische Abwicklung der Feldformvorrichtung, welche in Fig. 5 dargestellt ist.FIG. 6 shows a schematic development of the field shaping device, which is shown in FIG. 5.

[0032] Anhand der Fig. 1 wird eine Ausführungsform der erfindungsgemässen Magnetanordnung gezeigt, welche ein Magnetspulensystem C sowie eine magnetische Feldformvorrichtung P1 umfasst. Die Feldformvorrichtung P1 liegt typischerweise zumindest teilweise näher an der z-Achse als das Magnetspulensystem C. Sie besteht in diesem Fall aus 3 Ringen. Auf der z-Achse ist um z = 0 ein Arbeitsvolumen AV angeordnet.1, an embodiment of the inventive magnet arrangement is shown, which comprises a magnetic coil system C and a magnetic field shaping device P1. The field-shaping device P1 is typically at least partially closer to the z-axis than the magnet coil system C. In this case, it consists of 3 rings. On the z-axis, a working volume AV is arranged around z = 0.

[0033] Fig. 2 zeigt eine erfindungsgemässe Feldformvorrichtung, welche typischerweise nicht zylindersymmetrische Aussparungen A2 auf der Innen- und auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung aufweist. Diese Aussparungen können im Prinzip beliebig komplizierte Formen und Tiefen annehmen. In der Praxis werden jedoch einfache Formen bevorzugt, da dann der Einfluss der Aussparungen auf das Feldprofil der Magnetanordnung einfacher zu berechnen ist.FIG. 2 shows a field-shaping device according to the invention, which typically has not cylindrically symmetrical recesses A2 on the inside and on the outside of the field-shaping device. These recesses can in principle take on arbitrarily complicated shapes and depths. In practice, however, simple shapes are preferred because then the influence of the recesses on the field profile of the magnet assembly is easier to calculate.

[0034] Fig. 3 zeigt eine erfindungsgemässe Feldformvorrichtung mit durchgängigen Aussparungen zur gezielten Änderung des B2i-Koeffizienten in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen. In Fig. 4 ist eine schematische Abwicklung dieser Feldformvorrichtung mit Vermassung dargestellt.Fig. 3 shows an inventive field shaping device with continuous recesses for the purpose of changing the B2i coefficient in the magnetic field development of the magnet assembly according to spherical functions. In Fig. 4 is a schematic development of this field-shaping device is shown with Vermassung.

[0035] Fig. 5 zeigt eine erfindungsgemässe Feldformvorrichtung mit Aussparungen auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung zur gezielten Änderung des B22-Koeffizienten in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen. In Fig. 8 ist eine schematische Abwicklung dieser Feldformvorrichtung mit Vermassung dargestellt.Fig. 5 shows an inventive field shaping device with recesses on the outside of the field shaping device for the targeted change of the B22 coefficient in the magnetic field development of the magnet assembly according to ball functions. In Fig. 8 is a schematic development of this field-shaping device is shown with Vermassung.

[0036] Zur Veranschaulichung der Erfindung werden nun zwei Ausführungsbeispiele detailliert beschrieben. Beide Beispiele gehen von der gleichen zylindersymmetrischen Feldformvorrichtung aus, die aus magnetischem Stahl mit einer Sättigungsmagnetisierung von 1.71*10® A/m besteht. Da der supraleitende Magnet ein sehr hohes axiales Feld am Ort der Feldformvorrichtung erzeugt, wird davon ausgegangen, dass die gesamte Feldformvorrichtung in der magnetischen Sättigung ist und dass die Magnetisierung rein axial ist, also in z-Richtung zeigt. Die Feldformvorrichtung lässt sich geometrisch durch ihre Höhe von 80 mm, Wandstärke von 0.5 mm und Innendurchmesser von 70 mm charakterisieren. Sie ist symmetrisch bezüglich der Ebene z=0. Aus diesen Angaben lassen sich folgende Beiträge der Feldformvorrichtung zu den Koeffizienten der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen berechnen: A00 = -100 Gauss A2o = 0.98 Gauss/cm2 A40 = 0.34 Gauss/cm4 [0037] Alle anderen Koeffizienten sind vernachlässigbar. Der Beitrag zum Koeffizienten A00 ist irrelevant, wenn man bedenkt, dass der supraleitende Magnet mehrere Tesla erzeugt. Interessant sind vor allem die positiven Beiträge zu den Koeffizienten A20 und A40. Sie erlauben nämlich ein Spulendesign, welches ein negatives A20 von -0.98 Gauss/cm2 und ein negatives A40 von -0.34 Gauss/cm4 erzeugt. Dies führt zu kompakten Spulenanordnungen mit weniger Notchstrukturen als solche, die ein A20 von 0 und ein A40 von 0 erzeugen müssten. Idealerweise können sogar die Notchstrukturen ganz weggelassen werden.To illustrate the invention, two embodiments will now be described in detail. Both examples are based on the same cylindrically symmetric field shaping device, which consists of magnetic steel with a saturation magnetization of 1.71 * 10 A / m. Since the superconducting magnet generates a very high axial field at the location of the field-shaping device, it is assumed that the entire field-shaping device is in magnetic saturation and that the magnetization is purely axial, ie pointing in the z-direction. The field shaping device can be geometrically characterized by its height of 80 mm, wall thickness of 0.5 mm and inner diameter of 70 mm. It is symmetric with respect to the plane z = 0. From this information, the following contributions of the field shaping device to the coefficients of magnetic field development of the magnet arrangement can be calculated by spherical functions: A00 = -100 Gauss A2o = 0.98 Gauss / cm2 A40 = 0.34 Gauss / cm4 All other coefficients are negligible. The contribution to the coefficient A00 is irrelevant, considering that the superconducting magnet generates several tesla. Especially interesting are the positive contributions to the coefficients A20 and A40. Namely, they allow a coil design which produces a negative A20 of -0.98 Gauss / cm2 and a negative A40 of -0.34 Gauss / cm4. This results in compact coil arrays with fewer notch structures than those which would have to produce an A20 of 0 and an A40 of 0. Ideally, even the notch structures can be omitted altogether.

[0038] Typischerweise wird beim Test der Magnetanordnung mit der eben beschriebenen zylindersymmetrischen Feldformvorrichtung ein Feldprofil in oder um das Arbeitsvolumen gemessen. Daraus lassen sich mit einer numerischen Prozedur die tatsächlichen Koeffizienten Anm und Bnm der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen bestimmen. Sind einzelne dieser Koeffizienten zu gross, lassen sie sich in der Shimprozedur nicht auf null bringen, so dass eine Reparatur der Magnetanordnung erforderlich wird. Anhand von zwei Beispielen soll hier gezeigt werden, wie ein zu hoher B21- beziehungsweise ein zu hoher B22-Koeffizient mittels Aussparungen in der Feldformvorrichtung korrigiert werden kann.Typically, a field profile is measured in or around the working volume in the test of the magnet assembly with the cylindrically symmetric field shaping device just described. From this, the actual coefficients Anm and Bnm of the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions can be determined with a numerical procedure. If any of these coefficients are too large, they can not be zeroed out in the shim procedure, so that a repair of the magnet assembly is required. Using two examples, it should be shown here how an excessively high B21 coefficient or an excessively high B22 coefficient can be corrected by means of recesses in the field shaping device.

[0039] Das erste Beispiel ist in der Fig. 3 dargestellt. In der Fig. 4 ist eine schematische Abwicklung zu sehen, bei welcher φ = 0° der x-Achse entspricht. Die Aussparungen sind in diesem Fall durchgehende Löcher durch die Feldformvorrichtung. Diese Löcher sind um die Ebene z=0 symmetrisch, aber um 180° versetzt angeordnet. Sie haben alle eine Breite b von 1.85 mm, was einem Öffnungswinkel von 3° entspricht. Das kleine Loch fängt bei einem z-Wert Cki von 1.25 mm an und hat eine axiale Ausdehnung hw von 4.5 mm. Das grosse Loch fängt bei einem z-Wert Cgr von 15 mm an und hat eine axiale Ausdehnung hgr von 22 mm. im positiven z-Bereich sind die Löcher bei einem mittleren Winkel von φ = 90°, im negativen z-Bereich bei einem mittleren Winkel von φ = -90° angeordnet. Der Beitrag der Aussparungen zu den Koeffizienten Anm und Bnm der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen lässt sich numerisch bestimmen. Die wichtigsten nicht verschwindenden Koeffizienten sind: B21 = -0.18 Gauss/cm2 A20 = 0.07 Gauss/cm2 A22 = 0.04 Gauss /cm2 [0040] Die letzten beiden Koeffizienten können durch eine Anpassung der Shimströme korrigiert werden. Der erste Koeffizient ist in der Lage, einen ähnlich grossen Beitrag seitens Magnetanordnung zu kompensieren.The first example is shown in FIG. FIG. 4 shows a schematic development in which φ = 0 ° corresponds to the x-axis. The recesses are in this case through holes through the field shaping device. These holes are symmetrical about the plane z = 0, but offset by 180 °. They all have a width b of 1.85 mm, which corresponds to an opening angle of 3 °. The small hole starts at a z-value Cki of 1.25 mm and has an axial extent hw of 4.5 mm. The large hole starts at a z-value Cgr of 15 mm and has an axial extent hgr of 22 mm. in the positive z-range, the holes are arranged at a mean angle of φ = 90 °, in the negative z-range at a mean angle of φ = -90 °. The contribution of the recesses to the coefficients Anm and Bnm of the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions can be determined numerically. The most important non-vanishing coefficients are: B21 = -0.18 Gauss / cm2 A20 = 0.07 Gauss / cm2 A22 = 0.04 Gauss / cm2 [0040] The last two coefficients can be corrected by adjusting the shim currents. The first coefficient is able to compensate for a similarly large contribution from magnet arrangement.

Claims (13)

[0041] Das zweite Beispiel ist in der Fig. 5 dargestellt. In der Fig. 6 ist eine schematische Abwicklung zu sehen, bei welcher φ = 0° der x-Achse entspricht. Die Aussparungen sind in diesem Fall 0.07 mm tiefe Strukturen in der Feldformvorrichtung. Sie können je nach Produktionsverfahren auf der Innen- oder auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung angeordnet sein. Beide Aussparungen sind um die Ebene z = 0symmetrisch und sind in Umfangsrichtung um 180° zueinander versetzt. Sie haben beide einen Öffnungswinkel von 90° und eine axiale Höhe von h = 56 mm. Der Beitrag der Aussparungen zu den Koeffizienten Anm und Bnm der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen lässt sich numerisch bestimmen. Die wichtigsten nicht verschwindenden Koeffizienten sind: A22 = -0.58 Gauss/cm2 A20 = -0.64 Gauss/cm2 [0042] Der erste Koeffizient ist in der Lage, einen ähnlich grossen Beitrag seitens Magnetanordnung zu kompensieren. Der zweite Koeffizient kann durch eine Anpassung des entsprechenden Shimstroms korrigiert werden. Wenn der Shim dafür zu schwach ist, können zusätzliche Vertiefungen in der Feldformvorrichtung vorgesehen werden, die diesen Koeffizienten korrigieren. Diese Vertiefungen sind aber im Gegensatz zu den Aussparungen zylindersymmetrisch. PatentansprücheThe second example is shown in FIG. 5. FIG. 6 shows a schematic development in which φ = 0 ° corresponds to the x-axis. The recesses in this case are 0.07 mm deep structures in the field shaping device. Depending on the production process, they can be arranged on the inside or on the outside of the field shaping device. Both recesses are about the plane z = 0symmetrisch and are circumferentially offset by 180 ° to each other. They both have an opening angle of 90 ° and an axial height of h = 56 mm. The contribution of the recesses to the coefficients Anm and Bnm of the magnetic field development of the magnet arrangement according to spherical functions can be determined numerically. The most important non-vanishing coefficients are: A22 = -0.58 Gauss / cm2 A20 = -0.64 Gauss / cm2 The first coefficient is able to compensate for a similarly large contribution from magnet arrangement. The second coefficient can be corrected by adjusting the corresponding shim current. If the shim is too weak for this, additional pits may be provided in the field shaping device which correct this coefficient. However, these depressions are cylindrically symmetrical in contrast to the recesses. claims 1. Magnetanordnung zum Einsatz in einer Apparatur für magnetische Resonanzspektroskopie mit einem supraleitenden Magnetspulensystem (C) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in Richtung einer z-Achse in einem auf der z-Achse um z = 0 angeordneten Arbeitsvolumen (AV), wobei das Feld des Magnetspulensystems (C) im Arbeitsvolumen (AV) mindestens einen inhomogenen Anteil An0 zn mit n > 2 aufweist, dessen Beitrag zur Gesamtfeldstärke auf der z-Achse um z = 0 mit der n-ten Potenz von z variiert, und wobei eine bezüglich der z-Achse zylindersymmetrische Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) aus magnetischem Material vorgesehen ist, welche mindestens teilweise einen radialen Abstand von der z-Achse von weniger als 80 Millimetern aufweist und mindestens einen der inhomogenen Feldanteile An0 zn des Magnetspulensystems (C) zu mindestens fünfzig Prozent kompensiert, dadurch gekennzeichnet, dass in der Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) eine oder mehrere nicht zylindersymmetrische Aussparungen (A2; A3; A4) vorgesehen sind, die so ausgebildet sind, dass mindestens ein Koeffizient Anm oder Bnm mit m φ 0 in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach KugelfunktionenA magnet assembly for use in a magnetic resonance spectroscopy apparatus having a superconducting magnet coil system (C) for generating a magnetic field in the direction of a z-axis in a z-axis arranged on the z-axis working volume (AV), the field of the magnet coil system (C) in the working volume (AV) has at least one inhomogeneous portion An0 zn with n> 2, whose contribution to the total field strength on the z-axis varies by z = 0 with the nth power of z, and wherein one with respect to z Axis cylindrically symmetrical field forming device (P1; P2; P3; P4) of magnetic material is provided, which at least partially has a radial distance from the z-axis of less than 80 millimeters and at least one of the inhomogeneous field components An0 zn of the magnetic coil system (C) to at least fifty percent compensated, characterized in that in the field shaping device (P1; P2; P3; P4) one or more non-cylindrically symmetrical recesses (A2; A3; A4) are provided, which are formed so that at least one coefficient Anm or Bnm with m φ 0 in the magnetic field development of the magnet assembly according to ball functions betragsmässig um mindestens fünfzig Prozent reduziert wird.is reduced in amount by at least fifty percent. 2. Magnetanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) gekühlte Komponenten umfasst, die im Betrieb insbesondere die Temperatur eines Flüssighelium-Bades, welches das Magnetspulensystem (C) kühlt, aufweisen.2. Magnet arrangement according to claim 1, characterized in that the field shaping device (P1; P2; P3; P4) comprises cooled components, which in operation in particular have the temperature of a liquid helium bath which cools the magnetic coil system (C). 3. Magnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) durchgängige Löcher durch die Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) bildet.3. Magnet arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that at least part of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2; A3; A4) forms continuous holes through the field shaping device (P1; P2; P3; P4). 4. Magnetanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) keine durchgängigen Löcher durch die Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) bildet.4. Magnet arrangement according to claim 1 or 2, characterized in that at least part of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2; A3; A4) does not form continuous holes through the field shaping device (P1; P2; P3; P4). 5. Magnetanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) auf der Innenseite der Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) angeordnet ist.5. Magnet arrangement according to claim 4, characterized in that at least a part of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2; A3; A4) is arranged on the inside of the field forming device (P1; P2; P3; P4). 6. Magnetanordnung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) auf der Aussenseite der Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) angeordnet ist.6. Magnet arrangement according to claim 4, characterized in that at least part of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2; A3; A4) is arranged on the outside of the field shaping device (P1; P2; P3; P4). 7. Verfahren zur Herstellung einer Magnetanordnung zum Einsatz in einer Apparatur für magnetische Resonanzspektroskopie mit einem supraleitenden Magnetspulensystem (C) zur Erzeugung eines Magnetfeldes in Richtung einer z-Achse in einem auf der z-Achse um z = 0 angeordneten Arbeitsvolumen (AV), wobei das Feld des Magnetspulensystems (C) im Arbeitsvolumen (AV) mindestens einen inhomogenen Anteil An0 zn mit n > 2 aufweist, dessen Beitrag zur Gesamtfeldstärke auf der z-Achse um z = 0 mit der n-ten Potenz von z variiert, und wobei eine bezüglich der z-Achse zylindersymmetrische Feldformvorrichtung (P1 ; P2; P3; P4) aus magnetischem Material vorgesehen ist, welche mindestens teilweise einen radialen Abstand von der z-Achse von weniger als 80 Millimetern aufweist und mindestens einen der inhomogenen Feldanteile An0 zn des Magnetspulensystems (C) zu mindestens fünfzig Prozent kompensiert, dadurch gekennzeichnet, dass in der magnetischen Feldformvorrichtung nicht zylindersymmetrische Aussparungen (A2; A3; A4) derart ausgebildet werden, dass mindestens ein Koeffizient Anm oder Bnm mit m φ 0 in der Magnetfeldentwicklung der Magnetanordnung nach Kugelfunktionen7. A method for producing a magnet assembly for use in a magnetic resonance spectrometry apparatus with a superconducting magnet coil system (C) for generating a magnetic field in the direction of a z-axis in a on the z-axis z = 0 arranged working volume (AV), wherein the field of the magnetic coil system (C) in the working volume (AV) has at least one inhomogeneous component An0 zn with n> 2, whose contribution to the total field strength on the z axis varies by z = 0 with the nth power of z, and where cylindrically symmetrical field-shaping device (P1; P2; P3; P4) of magnetic material is provided which has at least partially a radial distance from the z-axis of less than 80 millimeters and at least one of the inhomogeneous field portions An0zn of the magnet coil system (FIG. C) compensated for at least fifty percent, characterized in that in the magnetic field shaping device not cylindrically symmetrical Ausspa ments (A2; A3; A4) are formed such that at least one coefficient Anm or Bnm with m φ 0 in the magnetic field development of the magnet assembly according to spherical functions betragsmässig um mindestens fünfzig Prozent reduziert wird.is reduced in amount by at least fifty percent. 8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) durch Funkenerosion abgetragen wird.8. The method according to claim 7, characterized in that at least a part of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2, A3, A4) is removed by spark erosion. 9. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) durch einen ätzenden Stoff abgetragen wird.9. The method according to claim 7, characterized in that at least a portion of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2, A3, A4) is removed by a corrosive substance. 10. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) durch Elektrolyse abgetragen wird.10. The method according to claim 7, characterized in that at least a portion of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2, A3, A4) is removed by electrolysis. 11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Teil der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) mittels Schleifen oder Fräsen abgetragen wird.11. The method according to claim 7, characterized in that at least a portion of the non-cylindrically symmetrical recesses (A2, A3, A4) is removed by means of grinding or milling. 12. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die durchgängigen Löcher in der Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) mit einem Laserstrahl herausgeschnitten werden.12. Method according to claim 7, characterized in that the continuous holes in the field shaping device (P1; P2; P3; P4) are cut out with a laser beam. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zu korrigierenden Koeffizienten Anm und Bnm der Magnetfeldentwicklung nach Kugelfunktionen mittels einer Feldmessung in oder um das Arbeitsvolumen (AV) in einer Magnetanordnung mit einer Feldformvorrichtung (P1; P2; P3; P4) vor Ausbildung der nicht zylindersymmetrischen Aussparungen (A2; A3; A4) bestimmt werden und die geeignete Geometrie der Aussparungen zur Korrektur dieser Koeffizienten mit einem numerischen Verfahren ermittelt wird.13. Method according to one of claims 7 to 12, characterized in that the coefficients Anm and Bnm of the magnetic field development for spherical functions to be corrected are determined by means of a field measurement in or around the working volume (AV) in a magnet arrangement with a field shaping device (P1; P2; P3; P4) before forming the non-cylindrically symmetrical recesses (A2; A3; A4) and determining the suitable geometry of the recesses for correcting these coefficients with a numerical method.
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